南科大曾林/张晴AM：热力学稳定的双改性保护层使富镍正极实现卓越的可循环性

提高截止电势的极限可以使富镍层氧化物提供更高的能量密度和比容量，但同时会降低热力学和动力学稳定性。

图1. 材料制备及表征

南方科技大学曾林、张晴等受有效改变电化学和热力学稳定性的启发，合成了双修饰的LiF&FeF₃涂层，以减轻富镍正极的副反应，从而提高电化学性能。

研究显示，热力学稳定的LiF&FeF₃（LFF）涂层可以有效抑制纳米级的结构退化和晶间裂纹。同时，LiF&FeF₃涂层减轻了O^α-（α<2）的向外迁移，增加了氧空位形成能量，并加速了Li⁺的界面扩散。

图2. 电化学性能研究

受益于上述优势，优化后的NCM811@LiF&FeF₃-3（NCM@LFF3）表现出显著改善的电化学性能，在1C下循环1000次后，容量保持率约为83.1%，即使在高温下的苛刻运行条件下，其电化学性能也很出色（在1C下循环150次后，容量保持率约为91.3%）。

这项工作表明，双重改性策略可以同时解决界面不稳定和体相结构退化的问题，代表了开发高性能锂离子电池（LIBs）的重大进展。

图3. 容量退化的机制和双修的优越性研究

Thermodynamically Stable Dual-Modified LiF&FeF3 layer Empowering Ni-Rich Cathodes with Superior Cyclabilities. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202212308

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南科大曾林/张晴AM：热力学稳定的双改性保护层使富镍正极实现卓越的可循环性

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